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机电一体化机电控制技术研究

摘要:机电一体化技术一经使用,便得到了社会各界的高度肯定,目前已经在农业以及重工业等领域得到了广泛运用,而机电控制作为机电一体化系统运行关键,自然也成为了业界人士探究的重要内容。本文将以机电一体化系统介绍为例,对机电控制实现技术展开深度研究,旨在强化机电控制技术应用水平,保证机电一体化系统运行质量。

关键词:智能控制;机电一体化;数学模型;机电控制

在“二战”期间,在战争的带动下,机械开始与电子技术相互渗透,机电一体化技术开始出现雏形。而在90年代之后,学术界开始加大了对机电一体化的研究力度,各种新型研究结果以及研究方向开始出现,光纤技术以及神经网技术等研究的兴起,为机电一体化技术推广与运用提供了可靠的支持。为对机电控制实现技术展开研究,技术研究人员首先应对机电一体化系统结构进行明确。

1.机电一体化系统

如图1所示,一个较完善的机电一体化系统主要由驱动部分、动力部分、机械本体以及传感测试等几部分所组成。其中传感测试主要负责信息传输与规划,会对内部和外部的各种参数和状态进行检测,经过分析和处理后产生对应控制信息;而动力部分是系统能源供给部分,其会通过对传感控制部分的有效整合,在设备进行运作时为其提供动力,且会在设备动力欠缺时,自动展开动力欠缺原因分析,以便及时做出调整;机械配置是机电一体化系统重要组成,是系统总体结构框架,机械连接线、设备核心处理器以及外部机身框架结构等,都属于其组成内容。在机械主体中,拥有系统机身外置轮廓结构,会通过对各种配置设计参数的运用,借助CAD操作软件将系统轮廓呈现在液晶显示屏之上,能够为后续一系列操作流程的开展,奠定良好基础。

2.机电控制技术

2.1开关量与顺序控制。两项控制均是运用PLC技术所实现的,而PLC就是可编程逻辑控制器的一种。在实施开关量控制时,会将可编程逻辑控制系统(以下简称控制系统)运用到机电控制之中,会在实际进行设备断开与接通操作时,会将控制系统融入到自动切换系统之中,以对系统运行效率进行保证,确保开关操作效果可以达到最优。而在进行顺序控制时,可利用控制系统做好生产过程程序控制,能够将机电一体化系统自动化控制优势完全发挥出来,以实现高效率控制模式。2.2参数与状态估计控制。线性模型或者其他类型非线性过程,其可以在最小二乘法回归估计算法基础上做好时变参数确定工作,能够通过对已知状态估计与运行参数的运用,对无法实施直接测量的变量信息展开测量与研究。通过分析可以发现,离散时间模型在算法方面优势较为突出,将其运用到一体化系统之中,可以实现对设备运行状态信息与各项参数的收集与整理,能够以此为基础做好一体化系统控制工作。2.3智能控制在实施一体化系统控制时,还可以通过智能控制的方式,完成相应机电控制任务。目前国内较为常用的智能控制方式,主要有神经元系统、模糊控制以及专家系统等集中,而模糊逻辑控制理论的运用,更是为自动化控制模式开辟了一个新的途径。通过对语言形式的借助,可完成对模糊控制器使用控制的运用,可利用模糊逻辑所具备的知识框架以及处理不明确等特征,做好各种机电控制工作,以实现对一体化系统的科学化运用。2.4自适应控制。一般在进行控制时,多数被控制对象都可以通过实施确定的方式,对其参数进行调整,所以在进行一体化系统使用时,可通过对自适应控制方式的运用,对系统运行性能展开控制,以达到理想化机电控制效果。在对非线性过程实施判断时,可按照变化运行条件所测量到的参数完成参数调度,进而准确做出相应判断,会将控制器参数适应性设置为V参数,且会在满足相应设计条件的基础上,做好各项控制工作。2.5故障诊断与监控控制。一体化智能控制具有较为突出的自动故障诊断与监控功能,在系统运行过程中,会自动对外部或者内部故障产生原因等进行检测。若通过对故障影响的判断,可对输出变量进行检测,则可通过相应信号评估完成检测工作。当测量数值处于正规范围时,系统会自动展开容差检测,但如果容差数值超出了相应范围,此时系统会出现发出警报,以便相关人员及时对系统进行调整与操作,而这也是监测功能发挥作用的直观体现。2.6数学模型控制。此种控制技术主要用于系统运行部件控制,会通过对相应数据模型的运用,完成对传感器子系统以及执行元件等多个子系统的控制工作。目前使用率较高的数学模型主要有状态空间模型与传递函数模型两种,在系统控制性能需求与系统复杂性不断提升的状态下,因为状态空间模型在部件微处理器性能方面所具有的优势,使得状态空间模型运用率得到了显著提升。与传统手动调节模式相比,运用数学模型实施控制可以达到更为智能、精准的目标,技术人员可通过参数估计、信号测量输入输出与采样辨识等,完成数学模型构建,且不会受到线性系统的约束,可在几类非线性系统辨识中进行使用。2.7反馈控制。在实施控制时,为达到良好的控制效果,确保各项要求运动都可以高质量完成,技术人员会通过反馈控制手段,保证被控量稳定性,保证各项要求运动都能得到有效落实。可通过对自适应控制与产生单元的参考,将反馈控制运用到更高或者更低水平的控制器之中,以降低参数敏感度,保证系统运行可以更加稳定,进而达到理想化控制状态。

通过本文对机电控制相关技术的介绍,使我们对一体化系统机电控制方式有了更加清晰的认知。相关人员要认识到机电一体化技术在现代社会中的重要性,要做好技术运用与控制研究,要在对技术发展与应用现状进行分析的前提下,做好系统结构调整与优化工作,保证国内企业市场可以得到更好发展,国内科技技术研发能够获得良好基础,以为我国一体化技术运用提供有利支持,保证国内各行业可以得到更好地发展。

参考文献:

[1]赵柏达.机电一体化系统中关于机电控制的研究[J].内燃机与配件,2017(12):54-54.

[2]张永要.机电一体化系统中关于机电控制的研究[J].建筑工程技术与设计,2016(11).

作者:邓东东 单位:广州有电信息科技有限公司

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